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水下焊接特点
水下环境使得水下焊接过程比陆上焊接过程复杂得多,除焊接技术外,还涉及到潜水作业技术等诸多因素,水下焊接的特点是:
1、可见度差,水对光的吸收、反射和折射等作用比空气强得多,因此,光在水中传播时减弱得很快。另外焊接时电弧周围产生大量气泡和烟雾,使水下电弧的可见度非常低。在淤泥的海底和夹带沙泥的海域中进行水下焊接,水中可见度就更差了。
2、焊缝含氢量高,氢是焊接的大敌,如果焊接中含氢量超过允许值,很容易引起裂纹,甚至导致结构的破坏。水下电弧会使其周围水产生热分解,导致溶解到焊缝中的氢增加,水下焊条电弧焊的焊接接头质量差与氢含量高是分不开的。
3、冷却速度快,水下焊接时,海水的热传导系数高,是空气的20倍左右。若采用湿法或局部法水下焊接时,被焊工件直接处于水中,水对焊缝的急冷明显,容易产生高硬度淬硬组织。因此,水下堵漏只有采用干法焊接时,才能避免冷效应。
4、压力的影响,随着压力增加,电弧弧柱变细,焊道宽度变窄,焊缝高度增加,同时导电介质密度增加,从而增加了电离难度,电弧电压随之升高,电弧稳定性降低,飞溅和烟尘增多。
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(1)水下电弧-氧切割
水下电弧-氧切割是一种利用空心电极(即割条)与工件之间产生的电弧使工件熔化,氧气从电极孔中吹出,使热态工件金属氧化燃烧,并吹掉熔化的金属及熔渣,从而形成切口的切割方法。
(2)水下等离子弧切割
水下等离子弧切割是利用高温高速等离子气流来熔化待切割金属,并借助高速气流或水流把熔化金属除掉而形成切口的切割方法。由于等离子弧难以在电极和工件之间形成,必须利用高频或直接接触方式首先在钨极和喷嘴之间引燃引导电弧(即小弧),然后再转移过渡到钨极和工件之间。目前用于水下堵漏金属材料切割的等离子弧切割枪都是转移弧形式的。
(3)熔化极水喷射水下切割
熔化极水喷射水下切割是利用电弧产生的热量将金属熔化,并用高压水射流将被熔化的金属及熔渣吹掉,从而形成清洁的切口表面。
(4)水下氧-火焰切割
水下氧-火焰切割是先利用气体火焰将被切割工件表面预热到燃烧点,然后喷射氧气使金属燃烧,并吹掉熔化金属及熔渣,从而形成切口。具体过程如下。
① 点燃预热火焰
先将预热火焰在空气中点燃,然后由潜水员将燃着火焰的割炬带到工位来进行切割。但由于水对火焰冷却作用很大,火焰容易熄灭,尤其是深水作业时,火焰的点燃成功率很低,可采用点火器在工位上来点燃。
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水下堵漏管道施工方法
当穿越宽度不大的江、河时可以采用顶管法或盾构法施工。当穿越湖泊或海峡时可采用:
①漂浮敷设法。管道在陆上制作加工组装成管段,浮运至敷设地点,在作业船上焊接管段之间的接头,然后使管道下沉就位。
②牵引敷设法。管道在陆上制作加工,并焊接成数百米长的管段,然后用牵引设备(卷扬机、船舶等)沿水底或水面牵引,同时在岸边把管段接长,直至整根管道牵引到预定敷设位置为止。
③敷管船敷设法。管道制作加工都在敷管船上进行,每敷设一管段后就前进一定距离。单节管道由驳船供应。不论采用哪一种敷设方法,均应按不同受力状态复核管道的应力。如应力太大应采取相应的加固措施。
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